10/22/2014
KONTRAK PERKULIAHAN
PASCA PANEN TANAMAN PERTANIAN
Nama Mata Kuliah : Pasca Panen Tanaman Pertanian SKS : 3(2-1), Kuliah : 14 x, Praktikum : 14x Tujuan : Setelah menyelesaikan mata kuliah ini, mahasiswa akan dapat menjelaskan teknik penanganan pasca panen tanaman pertanian Pengajar :
AGH-440
Tanaman Pangan : Sugiyanta, Heni Purnamawati Tanaman Hortikultura : Bambang SP, Slamet Susanto, Dewi Sukma Perkebunan : Ade Wachyar, Supijatno, Haryadi Praktikum : Sugiyanta, Juang Gema Kartika, Dewi Sukma, Heni Purnamawati, Supijatno, Adewachyar, Nandang Hasanudin
Proporsi Nilai : UTS:40 %, UAS:35 %, Praktikum: 25 % Kehadiran Kuliah : penuh (ijin case by case) Kehadiran praktikum : penuh
DISKRIPSI SINGKAT MATAKULIAH
Strategi Perkuliahan:
Ceramah Demonstrasi pengukuran kualitas dan praktik teknologi penanganan pasca panen hasil pertanian Tanya-jawab Penugasan: proyek kasus penanganan pasca panen hasil pertanian Presentasi proyek praktikum penanganan pasca panen hasil pertanian
Batasan, ruang lingkup dan arti penting pasca panen Konteks kehilangan hasil dalam ketahanan pangan Kriteria dan teknik panen Pembersihan, sortasi dan grading Pengeringan, minimal prosesing dan pendinginan hasil pertanian Penggilingan (size reduction) Pengemasan dan penyimpanan Hama dan penyakit lepas panen Manajemen mutu dan Keamanan Pangan Teknik penanganan pasca panen hasil pertanian tanaman pangan (serealia dan umbi) Teknik penanganan pasca panen hasil pertanian tanaman hortikultura (sayur, buah, dan bunga) Teknik penanganan pasca panen hasil pertanian tanaman perkebunan (penyegar, getah, dan minyak)
1
10/22/2014
BATASAN PASCA PANEN
BUKU BACAAN
Hnderson, S.M. and R.L. Perry. 1955. Agricultural Process Enginering. John Wiley and Son, Inc. New York. 402p. Juliano. B.O. 1990. Rice Chemistry and Tecnology. The American Association of Cereal Chemists, Inc. Minesota. 757p. Asiedu, J.J. 1989. Processing Tropical Crops. A Technological Approach. Macmillan Press Ltd. Hong Kong. 202p Winarno, F.G dan M. Aman. 1979. Fisiologi Lepas Panen. Sastra Hudaya. Bogor. 97p. Araullo, EV., DB de Padua, and M. Graham. 1976. Rice Postharvest Technology. International Development Research Centre, Ottawa. 394p. 1. Kader, 2. Wills et al., 3. Kays, 4. Santosa & Purwoko
Pasca panen : adalah seluruh kegiatan sejak dari panen hingga menjadi bahan siap dikonsumsi. Pasca panen primer : seluruh kegiatan dari sejak panen hingga menjadi bahan baku yang siap disimpan, dipasarkan atau diolah lebih lanjut. Pasca panen sekunder : semua kegiatan pengolahan hasil pertanian sampai menjadi bahan jadi atau siap dikonsumsi.
RUANG LINGKUP PASCA PANEN
PENENTUAN SAAT PANEN DAN PANEN PEMBERSIHAN, SORTASI DAN GRADING MATERIAL HANDLING PENGERINGAN, PENDINGINAN PENGGILINGAN (SIZE REDUCTION) PENGEPAKAN DAN PENYIMPANAN MANAJEMEN MUTU
Tahun
Luas Panen (ha)
Produktivitas (ku/ha)
Produksi (ton) Pertumbuhan (%)
2003
11.488.034
45,38
52.137.604
-
2004
11.922.974
45,36
54.088.468
3,74
2005
11.839.060
45,74
54.151.097
0,12
2006
11.786.430
46,20
54.454.937
0,56
2007
11.757.845
46,89
55.127.430
1,23
Losses : 16 % : 8.820.389 ton
2
10/22/2014
ARTI PENTING PASCA PANEN
Untuk mempertahankan produksi baik secara kuantitatif maupun kualitatif Untuk mempertahankan hasil pertanian baik dalam dimensi jarak maupun waktu karena panen hasil pertanian biasanya musiman dan hanya diusahakan pada ekologis tertentu. Teknologi pasca panen diperlukan untuk kesesuaian antara komoditi dengan alat mesin sehingga dapat dioperasikan dengan efisien. Limbah hasil pertanian agar dapat dimanfaatkan dan memberikan nilai tambah ekonomi. Menekan kehilangan hasil baik kuantitas maupun kualitas Penanganan pasca panen sekunder (teknologi pengolahan) dapat membuat bahan siap dikonsumsi, mudah ditransportasikan dan lebih berguna.
3
10/22/2014
4
10/22/2014
KRITERIA PANEN
Hasil panen agronomis adalah hasil tanaman yang bernilai ekonomis.
PENENTUAN SAAT PANEN DAN PANEN
Serealia : biji Umbian : umbi Sayuran : daun, buah, bunga, umbi, batang Buah : buah
Kriteria penen : bobot atau jumlah maksimum dan mutu maksimum Serealia : masak fisiologis : pada saat berat kering biji tidak lagi bertambah.
Padi : masak susu, masak penuh, masak kuning, masak mati. Kriteria panen padi yang optimum apabila : kadar air minimal, hasil beras giling maksimal, rendemen beras kepala maksimal. Kriteria panen jagung apabila telah muncul black layer
PEMATANGAN DAN INDEKS KEMATANGAN DEFINISI Matang (mature): pertumbuhan dan perkembangan telah sempurna/ lengkap (arti dari kamus);sering diartikan sama dengan masak (ripe) Tahap dimana komoditi akan terjamin sempurnanya proses pemasakan
secara tepat
Tahap dimana satu komoditi telah mencapai tahapan perkembangan cukup dan sesudah panen dan penanganan pasca panen (termasuk pemasakan), kualitasnya paling tidak memenuhi syarat minimal konsumen Kematangan Hortikultura:tahap perkembangan ketika tanaman atau bagian tanaman memenuhi persyaratan untuk penggunaan oleh konsumen untuk tujuan tertentu
PEMATANGAN DAN INDEKS KEMATANGAN (lanjutan) *Satu jenis komoditi dapat mempunyai kematangan hotikultura pada setiap tahap perkembangan dan mungkin lebih dari satu tahap Tahap awal perkembangan: kecambah, bibit Tahap perkembangan pertengahan: bunga, buah, umbi, jaringan vegetatif Tahap perkembangan akhir:biji, nut Jagung: baby, jagung muda Zucchini:bunga, buah muda, buah matang
timun: baby, matang
INDEKS KEMATANGAN
*ada titik terukur pada perkembangan komoditi *perlu teknik untuk mengukur kematangan
*pengukuran yang dapat digunakan untuk menentukan apakah contoh komoditi telah matang
5
10/22/2014
PENGEMBANGAN INDEKS KEMATANGAN
PEMATANGAN DAN INDEKS KEMATANGAN (lanjutan)
Mengapa indeks kematangan penting?
Banyak hal telah digunakan untuk memperkirakan kematangan:
*peraturan perdagangan: ada syarat minimal kematangan dapat diterima; perlindungan terhadap konsumen; *penggunaan sumberdaya dan tenaga kerja secara efisien: penting untuk perencanaan alat, tenaga pemanen, awal & akhir panen
Waktu dari berbunga penuh Satuan panas (heat unit) Lapisan absisi Struktur dan morfologi permukaan Ukuran Berat jenis
Sifat-sifat Indeks Kematangan?
Strategi mengembangkan indeks kematangan:
Sederhana; mudah digunakan; tidak mahal/tidak perlu alat mahal
1. 2. 3.
*strategi pemasaran: hukum permintaan vs penawaran; awal vs akhir
Obyektif (pengukuran) vs subyektif (evaluasi) Konsisten terkait dengan kualitas dan masa simpan komoditi untuk semua petani, daerah, dan tahun Non destruktif (jika mungkin)
MENILAI (ESTIMATE) KEMATANGAN KRONOLOGIS *waktu setelah tanam, waktu setelah berbunga penuh *jarang sempurna, untuk perencanaan, relatif banyak dipakai *sering digabung dengan heat unit
PERUBAHAN FISIK *Bentuk, ukuran, karakter permukaan *Daerah absisi: metode tertua *Tekstur:kematangan diikuti dengan pelunakan
PERUBAHAN KIMIA *Kematangan diikuti oleh perubahan komposisi *Banyak digunakan; kurang memuaskan; pengukuran rumit
4.
Bentuk Kepadatan Tekstur Warna eksternal Struktur dan warna internal Komposisi
Menentukan perubahan komoditi selama perkembangan Mencari hal-hal yang berkorelasi baik dengan perkembangan Menggunakan percobaan penyimpanan dan asai organoleptik untuk menentukan nilai indeks yang menentukan kematangan minimum yang dapat diterima Menguji sistem indeks selama beberapa musim dan tempat
MENILAI (ESTIMATE) KEMATANGAN (Lanjutan) PERUBAHAN FISIOLOGI Pematangan terkait dengan perubahan fisiologi (respirasi dan produksi etilen). Pengukuran rumit dan mahal; sangat bervariasi pada komoditi yang sama. Produksi etilen digunakan untuk indeks kematangan pada apel khususnya yang disimpan dengan CA.
MEMPREDIKSI KEMATANGAN *Memprediksi kematangan lebih kompleks dibanding menilai kematangan pada saat panen. *Syarat dasar: pengukuran perubahan selama perkembangan dapat dimodelkan secara matematikawaktu mencapai indeks kematangan dapat diprediksi *Pengukuran pada awal perkembangan dapat digunakan untuk memprediksi tanggal suatu komoditi mencapai kematangan minimum yang dapat diterima
6
10/22/2014
PERUBAHAN KIMIA SELAMA PEMATANGAN BUAH 1. Warna *Perubahan paling tampak; kriteria utama bagi konsumen *Hilangnya warna hijau dan munculnya warna merah, kuning, biru *Yang bertanggungjwab pada hilangnya warna hijau ialah hilangnya khlorofil (perubahan pH, sistem oksidatif, enzim khlorofilase) *Yang bertanggungjawab pada munculnya warna selain hijau ialah sintesis karoten dan antosianin
2. Karbohidrat *Perubahan pati menjadi gula, mempengaruhi rasa (manis) dan tekstur (lunak), lebih mudah diterima konsumen *Pemecahan polimer protopektin dan hemiselulosa menjadi senyawa sederhana (BM rendah) yang mudah larut dalan air melemahkan dinding sel. Laju degradasi senyawa pektin berhubungan langsung dengan pelunakan.
PERUBAHAN KIMIA SELAMA PEMATANGAN (lanjutan) 5. AROMA *Berperan dalam perkembangan kualitas optimum *Sintesis volatil selama pemasakan; < 1% total C *Etilen 50-75% volatil (utama); tidak beraroma *Buah non klimaktertik tidak mensintesis aroma sebanyak buah klimakterik
PERUBAHAN KIMIA SELAMA PEMATANGAN (lanjutan) 3. Asam Organik *Umumnya kandungan asam organik menurun selama pemasakan (kecuali pisang dan nanas) *sumber cadangan energi pada buah
4. Senyawa Mengandung Nitrogen *Kandungan protein & asam amino bebas rendah, tidak berperan dalam dalam menentukan kualitas *Perubahan menunjukkan perbedaan aktivitas metabolisme *fase klimakterik penurunan asam amino *senesen peningkatan asam amino bebas
PERUBAHAN KIMIA SELAMA PEMATANGAN (lanjutan) *Bulb, akar & tuber saat panen mempunyai laju metabolisme rendah, dorman dapat diperpanjang *Bunga, tunas, batang, daun bervariasi dalam aktivitas metabolisme dan laju deteriorasi; jika layu, penampakan, tekstur dan nilai gizi banyak berkurang
SAYURAN *Perubahan mendadak dalam metabolisme tidak terjadi (kecuali kecambah) *Biji & polong matang penuh metabolisme rendah (kadar air 15%) *Biji muda sebagai sayuran segar metabolisme tinggi; kadar air 70%; dengan pematangan gula -> pati, berserat, KA menurun
7
10/22/2014
ETILEN DALAM TEKNOLOGI PASCA PANEN ETILEN DALAM TEKNOLOGI PASCA PANEN
INDUKSI PEMBUNGAAN/PERTUNASAN *Pembungaan pada nanas, bulb crop dan pertunasan pada kentang
SUMBER ETILEN PELEPASAN BUAH DAN PENGENDORAN KULIT *Panen nut crop (pengendoran kulit), panen cherry (pembentukan daerah absisi)
*Campuran etilen dengan gas inert yang tahan ledakan: Ripegas 6% etilen dalam CO2 w/w
KERUSAKAN KHLOROFIL *Blanch (membuat warna pucat) celery; degreening pada jeruk
*Generator etilen: Etanol – air ---> etilen (dipanaskan & katalisator) *Ethepon/ Florel/Cepa: sangat asam pada larutan air. Jika pH > 5, terhidrolisis melepaskan etilen; aplikasi dengan air pada buah (celup/semprot) ---> kontaminasi mikroba; tidak ada fasilitas khusus
PEMASAKAN BUAH *Batas minimal 0.04-1.0 ppm tergantung komoditi *Dalam proses pemasakan buatan tergantung jenis buah, kematangan, suhu, RH, [etilen] dan lama kena etilen *Kisaran konsentrasi 10-100 ppm *Suhu 18-25 C; sirkulasi udara baik *Cara aplikasi: shot system (interval tertentu secara teratur) vs trickle/ flow-through system (diberikan secara kontinu)
*Kalsium karbida (Ca2C):jika terhidrolisis melepas asetilin dan sedikit etilen. Jika dibungkus dalam kertas dapat berfungsi sbg generator etilen 29
3. INDUKSI KERUSAKAN DAUN *Daun gelap atau mati, pada tanaman berdaun; russet spotting pd lettuce
SENYAWA MIRIP ETILEN DAN PERBANDINGAN EFEKTIVITAS 1 130 2370
CO Asetilen 1-butena
4. PEMBENTUKAN ISOKUMARIN *Menyebabkan rasa pahit pada wortel; [etilen] 0.5 ppm dalam 2 mg
2900 12500 140000
5. PERTUNASAN *Merugikan pada komoditi yang dikonsumsi seperti kentang
EFEK TIDAK DIINGINKAN 1.
SENESEN DIPERCEPAT
6. ABSISI PADA DAUN, BUNGA DAN BUAH *Masalah bagi tanaman hias
*Pada jaringan hijau, kehilangan khlorofil, protein, mudah rusak *Pada bunga baik secara alami terkait peningkatan etilen & tidak 2.
7. PENGERASAN JARINGAN *Menstimulasi lignifikasi asparagus, mengurangi bagian dapat dimakan
PEMASAKAN DIPERCEPAT
*Merugikan misal pada penguningan pada timun; mengurangi masa simpan buah pada umumnya; melunakkan buah
30
EFEK TIDAK DIINGINKAN DARI ETILEN
EFEK TIDAK DIINGINKAN DARI ETILEN
Etilen Propilen Vinil klorida
*Penggunaan buah masak:murah dan sederhana.
31
8. INDUKSI KERUSAKAN FISIOLOGIS *Mengurangi efektivitas CA; bitter pit pada apel; blasting pada tulip
32
8
10/22/2014
CARA MENGATASI EFEK ETILEN YANG TIDAK DIINGINKAN (Lanjutan)
CARA MENGATASI EFEK ETILEN YANG TIDAK DIINGINKAN A. MENGHILANGKAN SUMBER ETILEN
B. MENGHAMBAT EFEK ETILEN
1. VENTILASI *Menukar udara dengan udara segar dari luar (asumsi tidak terpolusi) *Forklift elektrik; mesin tidak idle di ruang simpan 2. PEMBUANGAN DENGAN BAHAN KIMIA a) *KMnO4 (Purafil) mengoksidasi etilen menjadi CO2 dan H2O *luas permukaan harus tinggi, permeabel terhadap gas b) *Lampu UV memproduksi ozon (toxic), dapat merusak etilen c) *Arang teraktivasi/terbrominasi mengsorbsi etilen (skala lab) d) *Oksidizer katalitik pada suhu tinggi dan katalisator e) *Sistem bakterial, etilen sebagai substrat bakteri 3. PENYIMPANAN HIPOBARIK/ TEKANAN RENDAH *Level etilen akan berkurang; metode rumit dan mahal
1.
ATMOSFER TERKENDALI
*[O2] rendah dan [CO2] tinggi mengurangi laju respirasi, produksi etilen, bekerjanya etilen dan proses metabolik 2.
SENYAWA ANTI-ETILEN SPESIFIK
*Senyawa penghambat kerja etilen Ag+ (silver thio sulfat/STS), 2,5norborneadiena 3.
PENGHAMBAT BIOSINTESIS ETILEN
*Jaringan memproduksi etilen; biosintesis dapat dihambat *Amino oksi asam asetat (AOA); amino etoksi vinil glisin (AVG) menghambat kerja enzim ACC sintase; hanya skala lab; sangat MAHAL 33
34
Bervariasi tergantung jenis komoditas Komoditas
Kriteria Panen
Leafy and Fruit Veg.
Horticultural Maturity, Physiological Maturity, Ripeness
Carrot
Size of root
Raddish
Days from planting
Potato
Drying foliage
Garlic and Onion
Drying of tops, neck tissues begin to soften
Sweet Potato
Senescence of vines
9
10/22/2014
Sistem Panen
Tujuan: Mengumpulkan hasil panen 1. Level kematangan yang tepat 2. Meminimalkan kerusakan dan kehilangan 3. Cepat 4. Murah Panen manual (hand harvesting) (Buah, Sayuran, Bunga)
Keuntungan Hand Harvesting 1. Manusia dapat menyeleksi kemasakan secara akurat - Grading menjadi akurat - Memungkinkan pemanenan bertahap 2. Kerusakan hasil panen minimal 3. Pemanenan dapat ditingkatkan dengan menambah tenaga kerja 4. Investasi tidak mahal
Masalah dalam hand harvesting 1. 2. 3. 4. 5.
Pada beberapa negara, ketersediaannya tidak sepanjang tahun Jika Buruh mogok pada periode pemanenen Regulasi tenaga kerja Perlu pelatihan Mempertahankan produktivitas
Pemanenan dengan Mesin Keuntungan: 1. Potensi untuk pemanenan yang cepat 2. Suasana kerja saat panen lebih baik 3. Masalah gaji dan tenaga kerja berkurang
10
10/22/2014
Masalah dalam penggunaan mesin untuk pemanenan 7. Tidak mampu menyeleksi hasil panen
1. Tenaga kerja harus well-trained 2. Kesalahan dalam operasi akan menyebabkan kerugian besar
8. Tingkat kerusakan panen tinggi
- kerusakan mesin - kerusakan hasil panen
9. Mahal
3. Pemeliharaan mesin secara reguler harus dilakukan
10. Kapasitas prosesing dan handling tidak mampu menimbangi banyaknya komoditi yang dipanen
4. Pertumbuhan tananaman harus sesuai dengan disain mesin (mis: - pohon harus pendek - tangkai harus cukup panjang dsb)
11. Peralatan menjadi usang sebelum investasi kembali (rugi) 12. Social impact
5. Pola penanaman harus disesuaikan
13. Perlu kultivar baru yang memungkinkan penggunaan mesin panen
6. Pilihan jenis komoditi yang ditanam menjadi terbatas
CONTOH MESIN PEMANEN PADI (HARVESTER ATAU REAPER)
Engine-operated, back mounted, walking type disk cutters Engine-operated, walking type, rotary disk cutters, Engine-operated, front mounted, walking type, reciprocating harvester Tractor-operated, front or side mounted, walking type, reciprocating harvester Engine-operated, riding type Striper harvester Combain harvester
KEHILANGAN HASIL (LOSSES)
Ketahanan pangan, selain peningkatan produksi, dapat dicapai dengan memaksimalkan pemanfaatan pangan yang ada dan meminimalkan losses, Losses pada tanaman serealia berkisar 5 – 20 %, sedangkan sayuran dan buah 20 – 50 %. Losses beragam tergantung pada varietas, musim, hama dan penyakit, lama penyimpanan, metode perontokan, pengeringan, penyimpanan, prosesing, distribusi, transportasi, iklim dan budaya masyarakat.
11
10/22/2014
Semua produk tanaman pertanian merupakan subyek kerusakan yang menyebabkan losses. Penyebab kerusakan: mikrobial, enzimatik, dan kimia. Mikrobial: hasil pertanian sedikit banyak terinfeksi oleh mikrobia yang mendekomposisi kandungan bahan hasil pertanian tersebut hingga timbul bau dan senyawa toksik. Enzimtik: penguraian lemak, karbohidrat, atau protein menjadi molekul yang lebih kecil yang menyebabkan warnanya pudar (discoloration) atau browning.
Beberapa langkah pencegahan kerusakan bahan hasil pertanian (losses):
Penurunan kadar air Penurunan atau penambahan suhu (pendinginan dan pateurisasi) Penambahan bahan kimia Fermentasi, dll.
12
